用于75Ω測量的有線(xiàn)電視最小損耗焊盤(pán)

CATV系統基于75Ω特性阻抗，但典型的實(shí)驗室設備具有50Ω特性阻抗。75Ω至50Ω最小損耗焊盤(pán)（MLP）是一種精確測量電壓和功率的寬帶方法。本文介紹此類(lèi)MLP所需的電阻網(wǎng)絡(luò )。還推導出了具有通用源阻抗和負載阻抗的MLP的方程。

介紹

最小損耗焊盤(pán)支持使用 75Ω 測試設備測量寬帶 50Ω 電路，例如有線(xiàn)電視調諧器 IC、電纜上游放大器和衛星 DBS 調諧器 IC。使用 MLP 時(shí)，必須知道是使用 MLP 的電壓損耗還是功率損耗。MLP的功率損耗量與阻抗變換引起的電壓損耗不同。具體來(lái)說(shuō)，用于功率測量的功率損耗在任一方向變換時(shí)都是相同的。用于電壓測量的電壓損耗因阻抗變換的方向而異。

75Ω至50Ω MLP特性總結

圖1.75Ω至50Ω最小損耗焊盤(pán)。

圖1所示為用于在75Ω和50Ω之間轉換的MLP。75Ω端接采用75Ω等效電阻網(wǎng)絡(luò )。類(lèi)似地，50Ω端接采用50Ω等效電阻網(wǎng)絡(luò )。

表1顯示，從75Ω變換至50Ω或從50Ω變換至75Ω時(shí)，功率損耗保持不變。然而，從75Ω變換至50Ω時(shí)的電壓損耗大于從50Ω變換至75Ω時(shí)的電壓損耗。

表 1.75Ω至50Ω MLP功率和電壓損耗

通用 MLP 電阻值公式

圖2.最小損耗墊。

圖2顯示了源阻抗和負載阻抗為R的MLPS和 RL.L型截面焊盤(pán)用于匹配高阻抗RS，至低阻抗，RL.（圖 2 假設 RS>·L.)該MLP的電阻值由公式1和公式2[1]確定。

高至低阻抗信號路徑

圖3顯示了一個(gè)MLP，其中信號路徑從高阻抗到低阻抗，即從電路左側到右側。

圖3.具有高阻抗至低阻抗信號路徑的 MLP。

電壓損耗

在有線(xiàn)電視系統中，信號電平通常以dBmV [2]的電壓?jiǎn)挝粶y量，這是相對于1mV的分貝。當信號電平以電壓?jiǎn)挝槐硎緯r(shí)，使用MLP的電壓損耗。下面推導出了MLP電壓損耗的一般方程，基于圖3，并再次假設RS>·L.

通過(guò)檢查圖3：

以dB為單位的電壓損耗表示為：

將等式4代入等式5：

公式6.1是一個(gè)替代的電壓損耗方程，僅以R為單位S和 RL，這是將等式 1 和等式 2 代入等式 6 得出的結果。

功率損耗

當使用以功率單位（例如dBm）定義的信號電平時(shí)，使用MLP的功率損耗。dBm 是相對于 1mW 功率的分貝。典型的測試設備以dBm為單位測量信號電平。

下面根據圖3和圖4推導出MLP功率損耗的一般方程，再次假設RS>·L.推導的方程表明，功率損耗由電壓損耗加上阻抗比項組成。功率損耗計算為輸送功率與可用功率之比 [3][4]。

圖4.功率可用于完美匹配的負載。

可用功率，P一個(gè)，是完美匹配負載的可用功率，如圖4所示。

通過(guò)圖3檢查，輸送到負載的功率，PD是：

V2表示為：

將等式10代入等式9：

功率損耗（以 dB 為單位）表示為：

將等式8和等式11代入等式12：

通過(guò)檢查圖 3，對于完美匹配的 MLP：

將等式16代入等式15：

比較公式18和公式6，觀(guān)察功率損耗和電壓損耗方程之間的差異。功率損耗由電壓損耗加上阻抗比項組成。

等式18.1是另一種功率損耗方程，僅以RS和 RL，這是將等式 1 和等式 2 代入等式 18 得出的結果：

低至高阻抗信號路徑

為了在討論低阻抗到高阻抗信號路徑時(shí)保持符號的一致性，圖5顯示了RS和 RL在與圖3相同的電路位置，盡管信號現在以相反的方向流過(guò)MLP。

圖5.具有低阻抗至高阻抗信號路徑的 MLP。

電壓損耗

通過(guò)檢查圖5：

以dB為單位的電壓損耗表示為：

將等式20代入等式21：

另一種電壓損耗方程，僅以R為單位S和 RL，將公式 1 和公式 2 代入公式 22 得到的結果。

功率損耗

從圖5可以看出，匹配的源阻抗和負載阻抗的功率損耗為：

將等式20代入等式24。

另一種功率損耗方程，同樣僅以R為單位S和 RL，將公式 1 和公式 2 代入公式 25 得到的結果。

比較公式25和公式22，觀(guān)察功率損耗和電壓損耗方程之間的差異。同樣，對于低阻抗到高阻抗信號路徑，功率損耗由電壓損耗加上阻抗比項組成。

75Ω至50Ω MLP示例

要確定75Ω至50Ω MLP的電阻值，請參考上圖2所示的一般MLP。選擇 RS和 RL分別為75Ω和50Ω。這滿(mǎn)足了 RS>·L.從公式 2：

從公式 1：

要確定75Ω至50Ω信號路徑的電壓損耗，請使用公式6。

要確定75Ω至50Ω信號路徑的功率損耗，請使用公式18。

要確定50Ω至75Ω信號路徑的電壓損耗，請使用公式22。

要確定50Ω至75Ω信號路徑的功率損耗，請使用公式25。

請注意，當信號沿任一方向傳播時(shí)，功率損耗是相同的，而電壓損耗因信號方向而異。另請注意，功率損耗和電壓損耗之間的差異是由阻抗比項引起的。

結論

MLP的功率損耗和電壓損耗因源阻抗和負載阻抗不同而不同。功率損耗等于電壓損耗加上阻抗比項。

當信號沿任一方向流動(dòng)時(shí)，功率損耗是相同的。然而，當信號從高阻抗源流向低阻抗負載時(shí)，電壓損耗更大。

以 dBmV、dBμV 或 dBV 為單位進(jìn)行測量或任何與電壓相關(guān)的測量時(shí)，請使用電壓損耗。在以 dBm 為單位進(jìn)行測量或任何功率測量時(shí)使用功率損耗。

審核編輯：郭婷